一种可实现自动定位加样的电热蒸发装置及光谱仪仪器的制作方法

本发明涉及光谱仪仪器设计技术领域，具体涉及一种可实现自动定位加样的电热蒸发装置及光谱仪仪器。

背景技术：

光谱仪仪器中，在对实际样品分析前通常需要先进行消解去除样品中的有机基质，这一步骤在进样过程中完成；现有技术中通常采用雾化进样方式来实现，但是由于雾化效率一般最高也只能达到10％，对样品的需求量比较大，消解后得到的样品还需要进行稀释，在这些前处理的过程中，样品会有很大的损失，对于一些浓度较低的元素检测就比较困难

与雾化进样方式相比，电热蒸发进样方式具有简化了样品前处理的过程，避免痕量分析组分在消解过程中可能发生的损失，样品需求量少等优势；同时，电热蒸发进样进样方式将水和待测组分分别蒸发进样，还可以实现待测组分的预富集的效果。因此，电热蒸发进样技术作为进样方式结合mpt-aes，icp-aes等多种光谱仪仪器都能一定程度上提升仪器的灵敏度，简化了操作人员的工作，在环境，生物，食品和工业等样品中的元素分析当中都得到较好的应用结果。

但是现在光谱仪仪器中的电热蒸发进样装置难以解决蒸发过程难以复现的问题，这种问题导致这种进样方式的精密度不如雾化进样方式，导致这种问题的根本原因就是多次检测序列中进样位置的不确定性和样品与电热丝或者电热舟等发热元件上的分布形态的不确定性造成的。

为了解决这个问题，已有技术通过离线添加样品可以大大提升精密度，即针对多个样品制作多个灯丝及底座作为配件，在电热蒸发系统外将样品置于灯丝上，并离线蒸干之后将带有干燥样品的灯丝储存在特定环境中等待检测，但是这种离线方法对于同种样品的检测的多次重复检测也需要重复更换灯头，并且离线蒸干的过程对实验环境的要求较高，以及后面灯丝的储存也需要特定的储存环境，运行成本较高。

技术实现要素：

针对背景技术中提出的问题，本发明提供了一种可实现自动定位加样的电热蒸发装置，包括有:

蒸发腔室，其内设置有发热元件，所述蒸发腔室的腔壁上设置有与所述发热元件相对的进样口；

定位结构，连接在所述蒸发腔室上，所述定位结构具有一针头定位孔，且所述针头定位孔的下端与所述进样口相对；

自动加样机构，包括有注射针筒和带动所述注射针筒移动的控制机构；

所述控制机构控制所述注射针筒取样后，带动所述注射针筒移动使其针头自所述针头定位孔的上端插入，并伸进所述进样口内，所述控制机构推动所述注射针筒注射出样品，且样品落到所述发热元件上被加热蒸发。

较佳地，所述蒸发腔室包括有：

腔室本体，所述进样口设置在所述腔室本体上；

发热元件底座，所述发热元件设置在所述发热元件底座上，所述发热元件底座通过螺纹结构拧设在所述腔室本体上，且使得所述发热元件位于所述腔室本体内与所述进样口相对。

较佳地，所述进样口上设置有针头可刺穿、具有弹性的进样塞。

较佳地，所述进样塞朝向所述针头定位孔的一侧上设置有用于针头定位的定位凹槽。

较佳地，所述定位结构包括有：

连接部，同轴套设在所述蒸发腔室的外圈上实现轴向定位，并与所述蒸发腔室固定连接；

定位延伸部，与所述连接部相连，所述针头定位孔上下贯穿所述定位延伸部，与所述进样口相对。

较佳地，所述针头定位孔的下端延伸有一凸出部，所述针头定位孔贯穿所述凸出部；所述进样口上设置有一与所述凸出部相匹配的凹槽结构，所述凸出部伸进所述凹槽结构内实现径向定位。

较佳地，所述针头插入所述针头定位孔后，至针头距离所述发热元件1mm处停止插入。

较佳地，电热蒸发装置还包括有限位结构，用于限定所述针头插入所述针头定位孔的距离，包括有：

第一限位结构，固定在所述注射针筒上；

第二限位结构，固定在所述定位结构上或蒸发腔室上；

所述针头插入至针头距离所述发热元件1mm处时，所述第一限位结构与所述第二限位结构接触，用于阻止所述注射针筒继续移动。

较佳地，所述控制机构包括有：

第一移动机构，用于带动所述注射针筒整体移动；

第二移动机构，用于推拉所述注射针筒的推杆，实现抽取或注射出样品。

较佳地，所述控制机构还包括有控制器，用于控制所述第一移动机构、第二移动机构工作.

较佳地，所述第一移动机构和/或所述第二移动机构由夹持件和导轨构成。

本发明还提供了一种光谱仪仪器，包括有如上所述可实现自动定位加样的电热蒸发装置。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

本发明提供的可实现自动定位加样的电热蒸发装置，通过定位机构的设置实现了加样位置的精准定位，解决了电热蒸发进样方式复现性差的问题，有效提升了使用该加样装置的仪器的精密度；再结合自动加样机构的设置，实现了自动化加样，操作简便，摆脱了手工加样的束缚，减少了由于手工加样导致的人工误差，同时对于不同的样品不需要对于零部件进行更换，检测效率高，运行成本低。

附图说明

结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：

图1为本发明提供的可实现自动定位加样的电热蒸发装置的结构示意图；

图2为本发明提供的可实现自动定位加样的电热蒸发装置的拆分示意图。

具体实施方式

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。

实施例1

参照图1-2，本发明提供的可实现自动定位加样的电热蒸发装置，包括有蒸发腔室1、定位机构和自动加样机构；热蒸发腔室1其内设置有发热元件103，蒸发腔室1的腔壁上设置有与发热元件103相对的进样口102；定位结构连接在蒸发腔室1上，定位结构具有一针头定位孔201，且针头定位孔201的下端与进样口相对；自动加样机构包括有注射针筒3和带动注射针筒3移动的控制机构；控制机构控制注射针筒3取样后，带动注射针筒3移动使其针头自针头定位孔201的上端插入，并伸进进样口102内，控制机构推动注射针筒3注射出样品，且样品落到发热元件103上被加热蒸发。

本发明提供的电热蒸发装置可以设置在光谱仪仪器中进样处，对样品进行蒸发去除有机基质后，输送到光谱仪仪器的下一个步骤中进行样品分析；当然，本发明提供的电热蒸发装置也可运用到其他需要蒸发样品的仪器中，此处不做限制。

本发明提供的电热蒸发装置，通过定位机构的设置实现了加样位置的精准定位，解决了电热蒸发进样方式复现性差的问题，有效提升了使用该加样装置的仪器的精密度；再结合自动加样机构的设置，实现了自动化加样，操作简便，摆脱了手工加样的束缚，减少了由于手工加样导致的人工误差，同时对于不同的样品不需要对于零部件进行更换，检测效率高，运行成本低。

在本实施例中，蒸发腔室1包括有腔室本体101和发热元件底座104。

其中，如图2中所示，腔室本体101呈圆柱状，进样口102设置在腔室本体的侧壁上。当然，在其他实施例中腔室本体101的具体机构形式并不局限于以上所示，也可以为一长方体或立方体或多面体结构等，此处不做限制。

其中，发热元件103设置在发热元件底座104上，同时发热元件底座104上还设置有与发热元件103连接的导线105，用于连接电源，使得发热元件103发热；其中，发热元件103可以为灯丝、电热导丝等元件，此处不做限制。

进一步的，发热元件底座104通过螺纹结构旋拧在腔室本体101的一端上，且使得发热元件103位于腔室本体101内与进样口102相对。在本实施例中，发热元件底座104通过螺纹结构旋在腔室本体101上，从而可以通过旋转角度来控制发热元件103进入腔室本体101内的深度，从而控制发热元件103与进样口102之间的位置关系，以使得两者相对，例如，在发热元件底座104或腔室本体101上标有刻度，当发热元件底座104旋转到相应刻度时，即发热元件103刚好位于进样口102处；另外，当发热元件103与进样口102位置确定后，可通过轻轻旋转发热元件底座104，来调整发热元件103的角度，以使得样品滴落到发热元件上后保留在发热元件上，不会脱落。

当然，在其他实施例中，发热元件底座104也可是直接固定在腔室本体101上的，此处不做限制。

在本实施例中，进样口102上还设置有进样塞7，进样塞7的设置对蒸发腔室1起到密封的作用，防止样品加热形成的蒸汽泄露出去；同时，该进样塞7为注射针筒的针头301可刺穿的弹性塞，以保证针头301刺入时或者拔出后，任然保证密封效果；进样塞7具体可以为橡胶塞等，只要具有弹性且针头301能够刺入即可，此处不做限制。

进一步的，进样塞7朝向针头定位孔201的一侧上设置有用于针头定位的定位凹槽，以使得针头顺利的刺入到进样塞7指定的位置上，有利于加强针头与进样口之间的定位。

在本实施例中，如图2中所示，定位结构2包括有连接部203和定位延伸部202，连接部203和定位延伸部202一体制成。

其中，连接部203具有一与腔室本体101外圈匹配的内圈，使得连接部203套设在蒸发腔室1的外圈上，并通过螺钉8等结构与蒸发腔室1固定连接；针头定位孔201设置在定位延伸部202上并延伸穿过了连接部203，伸进进样口102内。本实施例通过套设的连接方式，以便于来实现定位机构2与蒸发腔室1之间轴向定位，从而针头定位孔201与进样口102的轴向定位。

进一步的，针头定位孔201的下端延伸有一凸出部(即凸出部设置在连接部203的内圈上)，进样口102上设置有一与凸出部相匹配的凹槽结构，凸出部伸进凹槽结构内，从而实现了针头定位口201与进样口102之间的径向定位；该凹槽结构可以直接为以上所述的设置在进样塞7上的定位凹槽。

在本实施例中，控制机构包括有第一移动机构4和第二移动机构5，第一移动机构4用于带动注射针筒整体移动，来实现将注射针筒移动到取样处和带动注射针筒插进定位结构、蒸发腔室的动作；第二定位机构5用于推拉注射针筒的推杆302，来实现抽取或注射出样品的动作。

进一步的，第一移动机构4、第二移动机构5可以由夹持件和导轨结构配合来实现；

例如，第一移动机构4包括有多方向导轨(例如x方向导轨、y方向导轨和z方向导轨等)和可沿多向导轨移动的第一夹持件(例如弹簧压片等)，第一夹持件夹紧注射针筒的筒壁，从而带动注射针筒水平方向移动到定位结构位置处或者样品位置处，再带动注射针筒竖直方向移动，伸进样品内或者定位结构2内；

第二定位机构包括有竖向导轨和可沿竖向导轨移动的第二夹持件(例如弹簧压片等)，第二夹持件夹紧注射针筒的推杆302，并带动推杆302竖直方向移动，从而推拉推杆302进行样品的抽取和射出。

当然，在其他实施例中第一移动机构4、第二移动机构5的具体结构形式并不局限于以上所示，可根据具体情况来进行调整，此处不做限制。

进一步的，控制机构还包括有控制器(例如电脑、处理器等)，用于控制第一移动机构4、第二移动机构5工作，从而实现全自动化。

在本实施例中，针头301插入针头定位孔后，至针头距离发热元件1mm处停止插入，以保证了样品能够滴在发热元件103上的同时，避免针头戳到发热元件103；该效果的实现可以直接通过控制器来控制针头下移距离来实现，也可同时设置限位结构来实现。

进一步的，该限位结构包括有第一限位结构和第二限位结构，第一限位结构固定在注射针筒3上，第二限位结构固定在定位结构2上或蒸发腔室1上；针头301插入至针头距离发热元件1mm处时，第一限位结构与第二限位结构接触，从而机械阻止注射针筒继续移动。

下面就本发明提供的可实现自动定位加样的电热蒸发装置的，组装调试方式及工作原理做进一步的说明：

(1)将带有发热元件的发热元件底座，旋拧到腔室本体上，直至发热元件位于进样口处；再轻轻旋转发热元件底座，调整发热元件朝向与进样口的位置关系；

(2)确认好发热元件与加样口的相对位置之后，塞上带有定位凹槽的进样塞，密封住腔室；

(3)将含有针头定位孔的定位结构套设到蒸发腔室上，并使得定位结构的针头定位孔中心对准电热蒸发腔室3加样口处的进样塞中心处的定位凹槽；

(4)将注射针筒安装到控制机构(即第一移动结构和第二移动机构)上；

(5)连接蒸发腔室与光谱仪，连接发热元件的电源，打开工作气，打开光谱仪电源；

(6)待仪器稳定之后，通过控制机构，抽取到样品后，驱动注射针筒插入到针头定位孔内，并使得针头距离发热元件1mm位置处，在推动推杆将样品注射到发热元件上；其中注射针筒抽取样品的量，可根据发热元件的规格来选择，一般为3～10μl；

(7)加样成功之后，通过控制机构使得针头退出电热蒸发腔室外，并留在在定位结构的定位针孔内等待下一组加样，这步操作是为了防止后续对样品加热过程中对针尖造成损伤，同时留在定位针孔内便于下一次加样的定位；

(8)打开发热元件的电源，根据需要控制电源电压与电流，完成样品蒸发的过程；

(9)等待半分钟待发热元件冷却之后，通过控制机构控制注射针筒准备第二次进样，重复步骤(6)～(8)。

实施例2

本发明还提供了一种光谱仪仪器，包括有实施例1中所述可实现自动定位加样的电热蒸发装置。

其中，上述可实现自动定位加样的电热蒸发装置，可通过调整连接结构等来使用与各种类型的光谱仪仪器，因此本发明提供的光谱仪仪器的其他结构可参照现有的光谱仪仪器，此处不做限制。

本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离其本身的精神或范围。尽管已描述了本发明的实施案例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明的精神和范围之内作出变化和修改。